Dr inż. Jan STROJNY Akademia Górniczo-Hutnicza

ELEKTRONARZĘDZIA

BEZPIECZNE UŻYTKOWANIE I ZASADY BADANIA

Elektronarzędzia są to urządzenia o napędzie elektrycznym przeznaczone do

wykonywania określonych czynności, użytkowane głównie jako narzędzia ręczne zarówno

przez profesjonalistów, jak też osoby bez odpowiedniego przeszkolenia.

Elektronarzędzia mogą być zainstalowane na stałe, jako urządzenia stacjonarne np.:

wiertarki stołowe, szlifierki stołowe, narzędzia umieszczone w sposób trwały na

konstrukcjach np. podwieszone itp. lub stanowią narzędzia ręczne, obsługiwane

bezpośrednio przez operatora trzymającego dane narzędzie w ręku, np.: wiertarka ręczna,

lutownica elektryczna, pilarka elektryczna, młotek o napędzie elektrycznym, narzędzia

kuchenne itp.

Zagwarantowaniu bezpiecznej eksploatacji przywiązuje się szczególne znaczenie dla

elektronarzędzi ręcznych, które podczas użytkowania cały czas pozostają w bezpośredniej

styczności z ciałem operatora.

1. Normy i przepisy

Niezależnie od mocy, budowy i sposobu eksploatacji, warunkiem użytkowania

elektronarzędzi, tak jak i innych urządzeń elektrycznych, jest zachowanie obowiązujących

przepisów dotyczących bezpieczeństwa, określonych przez podstawowe akty prawne:

• Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane (Dz. U. z 2000 r. Nr 106, poz. 1216, z

późn. zmianami),

• Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. - Prawo energetyczne (Dz. U. Nr 54, poz. 348, z późn.

zm„ jednolity tekst z 13 maja 2006, Dz. U. z 2006 r. Nr 89, poz. 625),

• Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (J.t: Dz. U. z 2002 r. Nr

147, poz. 1229),

• Rozporządzenie MG z dnia 17 września 1999 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny

pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych. (Dz. U. Nr 80, poz. 912),

• Rozporządzenie MGiP z dnia 20 grudnia 2004 r. w sprawie szczegółowych warunków

przyłączenia podmiotów do sieci elektroenergetycznych, ruchu i eksploatacji tych sieci

(Dz. U. 2005 Nr 2, poz. 6),

• Rozporządzenie MGiPS z dnia 28 kwietnia2003 r. w sprawie szczegółowych zasad

stwierdzania posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń,

instalacji i sieci (Dz. U. Nr 89, poz. 828),

• Wieloarkuszowa norma PN-IEC 60364 „Instalacje elektryczne w obiektach

budowlanych”.

Wymagania techniczne i zakres badań eksploatacyjnych elektronarzędzi były określone

w normie PN-88 E-08400:1988 ark. 10 „Narzędzia ręczne o napędzie elektrycznym. Badania

kontrolne w czasie eksploatacji”. Arkusz ten został wycofany bez zastąpienia w listopadzie

2000 r. i do chwili obecnej jest zastąpiony innym aktem prawnym.

W roku 2006 opublikowano normę PN-EN 60745-1:2006 „Narzędzia ręczne o napędzie

elektrycznym - Bezpieczeństwo użytkowania - Część 1 Wymagania ogólne”. Norma ta

zastąpiła ark. 02 PN-88 E-08400 zawierający wymagania ogólne stawiane elektronarzędziom

i dotyczy badań pełnych (badanie typu) i niepełnych (badanie wyrobu) wykonywanych przez

producentów narzędzi. Wymagania ogólne dotyczące bezpieczeństwa użytkowania

elektronarzędzi zawarte są przy tym również w normie PN-EN 50144:1:2000

„Bezpieczeństwo użytkowania narzędzi ręcznych o napędzie elektrycznym - Wymagania

ogólne”, z opublikowanymi później zmianami: Al:2004 i A2:2005.

Szczegółowe wymagania dla szeregu narzędzi zawiera norma PN-EN 50144

„Bezpieczeństwo użytkowania narzędzi ręcznych o napędzie elektrycznym - Wymagania

szczegółowe”. Dotyczy to:

• wkrętarek i kluczy udarowych - PN-EN 50144-2-2:2001, szlifierek, polerek i szlifierek

dyskowych - PN-EN 50144-2-3:2005,

• pistoletów natryskowych - PN-EN 50144-2-7:2002, PN-EN 50144-2- 7:2002/AC:2004,

• nożyc i wycinarek do blachy - PN-EN 50144-2-8:2001,

• gwinciarek - PN-EN 50144-2-9:2001,

• pilarek brzeszczotowych kątowych - PN-EN 50144-2-10:2002,

• pilarek brzeszczotowych prostych z pojedynczym i z podwójnym brzeszczotem - PN-

EN 50144-2-11:2001,

• pilarek łańcuchowych - PN-EN 50144-2-13:2003 (U),

• nożyc do żywopłotów-PN-EN 50144-2-15:2002,

• zszywaczy - PN-EN 50144-2-16:2004 ( U),

• frezarek żłobiących - PN-EN 50144-2-17:2002,

• frezarek okrawających do materiałów warstwowych - PN-EN 50144-2-18:2002.

Dla szeregu innych elektronarzędzi wymagania szczegółowe zostały określone w

odpowiednich arkuszach normy PN-EN 60745 „Narzędzia ręczne o napędzie elektrycznym -

Bezpieczeństwo użytkowania - Wymagania szczegółowe”. Dotyczy to:

• wiertarek i wiertarek udarowych PN-EN 60745-2-1:2006,

• wkrętarek i kluczy udarowych - PN-EN 60745-2-2:2004 (U),

• szlifierek i polerek innych niż dyskowe - PN-EN 60745-2-4:2006,

• pilarek tarczowych - PN-EN 60745-2-5:2006,

• młotków - PN-EN 60745-2-6:2006,

• nożyc do blachy i nożyc wibracyjnych - PN-EN 60745-2-8:2004 (U),

• gwinciarek - PN-EN 60745-2-9:2004 (U),

• pilarek brzeszczotowych (kątowych i prostych) - PN-EN 60745-2-11:2004 (U),

• wibratorów do masy betonowej - PN-EN 60745-2-12:2004 (U),

• strugarek - PN-EN 60745-2-14:2006,

• frezarek żłobiących i frezarek okrawających - PN-EN 60745-2-17:2004 (U), urządzeń

do taśmowania - PN-EN 60745-2-18:2005 (U),

• frezarek do rowków - PN-EN 60745-2-19:2005 (U),

• pilarek taśmowych - PN-EN 60745-2-29:2005 (U).

Niektóre z powyższych norm zostały opublikowane jako uznaniowe (U), tj. tylko w

języku angielskim. Natomiast, jak dotychczas, żaden z opublikowanych arkuszy norm nie

zawiera wymagań dotyczących badań eksploatacyjnych elektronarzędzi. Wobec braku

aktualnych aktów normalizacyjnych, w sprawach badań i prób eksploatacyjnych istnieje

obowiązek postępowania zgodnie z zasadami wiedzy technicznej. Mówi to wyraźnie ustawa

„Prawo budowlane”. Za zgodne z zasadami wiedzy technicznej należy obecnie uznawać

wymagania zawarte w wycofanej PN-E-08400/10, gdyż została ona uznana przez grono

odpowiednich fachowców i sprawdzona w wieloletniej praktyce, a przy tym wymagania

normy nie pozostają w sprzeczności z postanowieniami obowiązujących przepisów lub

innych norm.

W krajach Unii Europejskiej stosowanie norm nie jest obowiązkowe. Normy mają

jedynie wspomagać wytwórców i właścicieli urządzeń w procesie prawidłowej budowy i

eksploatacji urządzeń. Takie samo podejście wprowadza w Polsce Ustawa o Normalizacji z

dnia 12 września 2002 r. (obowiązuje od dnia 1 stycznia 2003 r.), która zawiera zapis o

dobrowolności stosowania Polskich Norm.

2. Podział elektronarzędzi ze względu na kategorie użytkowania Zgodnie z PN-E-08400/10 elektronarzędzia, ze względu na sposób eksploatacji, dzieli

się na następujące trzy kategorie użytkowania:

Kategoria I - obejmuje elektronarzędzia eksploatowane dorywczo, kilkakrotnie w ciągu

jednej zmiany, zwracane do wypożyczalni lub używanie przez stałych pracowników.

Kategoria II - obejmuje elektronarzędzia eksploatowane często w ciągu jednej zmiany i

przekazywane kolejnym zmianom bez zwracania ich do wypożyczalni.

Kategoria III - obejmuje elektronarzędzia eksploatowane w sposób ciągły na więcej niż jednej

zmianie lub zainstalowane na stałe, np. w linii produkcyjnej lub montażowej.

Od kategorii użytkowania uzależnia się zakres i częstotliwość wymaganych badań i

pomiarów elektronarzędzi.

3. Klasy ochronności Zgodnie z zasadami ochrony zapewniającej bezpieczeństwo i ochrony przed

porażeniem, określonymi w normie PN-IEC 60364 (arkusze grupy 4), elektronarzędzia

wykonane być mogą w następujących klasach ochronności (tab. 1)

Tabela 1. Klasy ochronności elektronarzędzi

Klasa

ochronności

Podstawowe wymagania dotyczące danej klasy ochronności

I Oprócz izolacji podstawowej wszystkie części metalowe dostępne są połączone z

przewodem ochronnym PE. Elektronarzędzia powinny być zasilane z obwodów

posiadających odpowiednie zabezpieczenia nadmiarowo prądowe, zależnie od

warunków środowiskowych oraz urządzenia różnicowoprądowe w szczególnych

warunkach użytkowania elektronarzędzi. W normalnych warunkach

środowiskowych, zabezpieczenie powinno zadziałać w czasie nie dłuższym od

0,4 s, natomiast w warunkach zwiększonego zagrożenia, czas wyłączenia nie

może przekroczyć 0,2 s. Dodatkowo w warunkach szczególnego zagrożenia

II Elektronarzędzia tej klasy nie posiadają przewodu ochronnego PE, natomiast

muszą posiadać izolację podstawową i dodatkową lub izolację wzmocnioną.

Dzięki odpowiedniej izolacji obudowa może również być metalowa.

III Elektronarzędzia tej klasy są zasilane z obwodów o bardzo niskim napięciu ELV

(ang. Extra Low Voltage) typu SELV lub PELV, którego wartość nic może

przekraczać:

50 V (AC) lub 120 V (DC) - w warunkach normalnych,

25 V (AC) lub 60 V (DC) - w warunkach zwiększonego zagrożenia,

12 V (AC) lub 30 V (DC) - w warunkach szczególnego zagrożenia.

Na rys 1. pokazano oznaczenia klasy ochronności umieszczane na przyrządach elektrycznych.

1 2 3

1. Odbiornik I klasy ochronności - oznaczenie zacisku ochronnego

2. Odbiornik II klasy ochronności - symbol ogólny

3. Odbiornik III klasy ochronności - symbol ogólny

Jako źródła bardzo niskiego napięcia SELV lub PELV stosowane są:

• transformatory ochronne.

• przetwornice ochronne,

• źródła elektroniczne,

• źródła elektrochemiczne (baterie akumulatorowe),

• zespoły prądotwórcze napędzane silnikiem spalinowym,

Urządzenia te muszą spełniać odpowiednie wymagania normy PN-IEC 60364.

4. Zasady kontroli stanu technicznego elektronarzędzi ręcznych

Elektronarzędzie ręczne poddawane są badaniom bieżącym i badaniom okresowym.

Badania bieżące należy wykonywać każdorazowo przed wydaniem elektronarzędzia do

eksploatacji, zwłaszcza na początku dnia, przed przejęciem narzędzia od innego pracownika

lub przed wydaniem z wypożyczalni oraz, w przypadku elektronarzędzi zaliczanych do II i III

kategorii użytkowania, przed rozpoczęciem pracy na danej zmianie.

Badania bieżące powinny być przeprowadzane jak najczęściej i jako reguła zawsze

przed przystąpieniem do użytkowania elektronarzędzia. Zakres badania bieżącego obejmuje

oględziny zewnętrzne oraz sprawdzenie biegu jałowego. Jest to badanie proste i krótkie.

Badania okresowe należy wykonywać nie rzadziej niż:

• co 6 miesięcy dla elektronarzędzi I kategorii użytkowania,

• co 4 miesiące dla elektronarzędzi II kategorii użytkowania,

• co 2 miesiące dla elektronarzędzi III kategorii użytkowania lub

• po każdym zdarzeniu lub wystąpieniu sytuacji mogących mieć wpływ na bezpieczne

użytkowanie elektronarzędzi, np.: upadek narzędzia, zawilgocenie itp.

• Badania te należy również przeprowadzać dla magazynowanych elektronarzędzi, np.

w magazynowanych w wypożyczalni narzędzi.

Badania okresowe obejmują następujące czynności: • oględziny zewnętrzne,

• oględziny wewnętrzne wymagające częściowego demontażu,

• sprawdzenie biegu jałowego,

• pomiar rezystancji izolacji,

• pomiar obwodu ochronnego (przewodu PE).

5. Zakres badań i metody pomiarów

Oględziny zewnętrzne Oględziny zewnętrzne polegają na dokładnym wizualnym sprawdzeniu stanu technicznego

elektronarzędzia oraz sprawdzeniu jego elementów przy pomocy prostych narzędzi. Do

podstawowych czynności związanych z oględzinami zalicza się sprawdzenie:

• stanu (braku uszkodzeń) obudowy,

• stanu przewodu zasilającego i wtyczki,

• działania wyłącznika, blokad, regulatora obrotów,

• stanu osłon z tworzywa, uszczelnień gumowych itp.,

• śrub obudowy, czy są kompletne i nie poluzowane,

• czy nie są pozatykane otwory wentylacyjne.

Szczegółowy zakres oględzin zależy od budowy urządzenia.

Przewody zasilające i przewody wewnątrz urządzeń powinny wyróżniać się odpowiednią

barwą izolacji, a mianowicie:

Przewody fazowe (liniowe) L powinny w zasadzie mieć barwę brązową lub czarną i nie

mogą być wielobarwne. Przewody fazowe nie mogą też mieć barw y jasnoniebieskiej, która

jest zarezerwowana dla przewodu neutralnego N.

Przewody ochronne PE, ochronno-neutralne PEN, uziemienia ochronnego lub

ochronno-funkcjonalnego powinny być oznaczone dwubarwnie, barwą zielonożółtą, przy

zachowaniu następujących zasad:

• barwa zielono-żółta może służyć tylko do oznaczenia i identyfikacji przewodów

mających udział w ochronie przeciwporażeniowej,

• oznaczenie powinno być stosowane na całej długości przewodu. Dopuszcza się

stosowanie oznaczeń nie na całej długości z tym, że powinny one znajdować się we

wszystkich dostępnych i widocznych miejscach,

• przewód ochronno-neutralny PEN powinien być oznaczony barwą zielono-żółtą, a na

końcach barwą jasnoniebieską, przy czym dopuszcza się przewód oznaczony barwą

jasnoniebieską, a na końcach barwą zielono-żółtą,

• przewód neutralny N i środkowy M (zasilanie prądem stałym) powinien być

oznaczony barwą jasnoniebieską w sposób taki, jak opisany dla przewodów

ochronnych.

Oględziny wewnętrzne wymagające częściowego demontażu Oględziny wewnętrzne wymagające częściowego rozebrania elektronarzędzia i

fachowej oceny jego stanu technicznego powinny być wykonywane przez doświadczonego i

uprawnionego pracownika. Oprócz oględzin zewnętrznych należy dodatkowo wykonać:

• sprawdzenie mechanicznych zamocowań przewodu zasilającego oraz trwałości

styków łączeniowych wewnątrz elektronarzędzia i wtyczki,

• szczegółowe sprawdzenie stanu przewodu ochronnego PE oraz wszystkich jego

połączeń i zacisków ochronnych,

• sprawdzenie zamocowań i styków łączeniowych wszystkich elementów' urządzenia

(wyłącznika, kondensatora, regulatora, szczotkotrzymaczy itp.),

• sprawdzenie komutatora i szczotek: sprawdzenie uzwojeń wirnika i stojana, a w

szczególności czy nie widać przegrzanych uzwojeń.

• sprawdzenie iskrzenia szczotek w trakcie pracy,

• sprawdzenie łożysk oraz stanu przekładni obrotów,

• odkurzenie i dokładne przeczyszczenie otworów wentylacyjnych,

• przesmarowanie odpowiednich elementów mechanicznych,

• dokładne sprawdzenie i skręcenie wszystkich elementów wewnętrznych oraz

obudowy.

Sprawdzenie biegu jałowego W celu sprawdzenia biegu jałowego należy uruchomić elektronarzędzie na czas od

kilku do kilkunastu sekund. W czasie próby należy zwrócić uwagę na głośność pracy łożysk i

przekładni mechanicznych, sprawdzić zmianę obrotów przy użyciu regulatora obrotów,

iskrzenie szczotek komutatora itp.

Pomiar rezystancji izolacji Rezystancja izolacji jest najważniejszym elementem decydującym w ochronie

przeciwporażeniowej. Pomiar rezystancji izolacji elektronarzędzi należy dokonywać wraz z

przewodem zasilającym. W przypadku elektronarzędzia posiadającego możliwość odłączania

przewodu zasilającego (np. na czas transportu lub magazynowania), podczas wykonywania

badań rezystancji izolacji, przewód ten należy przyłączyć.

Pomiar rezystancji izolacji należy wykonywać miernikiem o napięciu probierczym 500

V, przy prądzie pomiarowym 1 mA. Wynik pomiaru ma być odczytany z miernika po czasie

nie krótszym niż 60 sekund od chwili rozpoczęcia pomiaru. Obudowy elektronarzędzi lub ich

części, wykonane z materiałów izolacyjnych należy obłożyć folią aluminiową na całej

powierzchni elektronarzędzia, dociskając ją w różnego rodzaju zagłębieniach na obudowie.

W celu zapewnienia lepszego przewodzenia między folią i obudową, można pomiędzy folią a

obudową umieścić wilgotny (odsączony z wody) kawałek cienkiego materiału. Wyniki

pomiarów rezystancji izolacji powinny spełniać wymagania podane w tabeli 2.

Tabela 2. Najmniejsza dopuszczalna rezystancja izolacji dla elektronarzędzi

Rodzaj pomiaru Kategoria

użytkowania

Rezystancja

izolacji mQ

I i III 2,0 Miedzy częściami pod napięciem a dostępnymi dla dotyku

częściami metalowymi. II 7,0

Między częściami pod napięciem a częściami metalowymi

oddzielonymi od części pod napięciem tylko izolacją

podstawową.

II 2,0

Między częściami metalowymi oddzielonymi od części pod

napięciem tylko izolacją podstawową a dostępnymi dla dotyku

częściami metalowymi.

II 5,0

Pomiary rezystancji izolacji powinno się wykonywać pomiędzy elementami podanymi

w powyższej tabeli przy załączonych łącznikach elektronarzędzia. Końcówki przyrządu należy

przyłączyć do zacisków wtyczki. W przypadku używania folii aluminiowej końcówkę

przyrządu należy przyłączyć do folii.

Pomiar obwodu ochronnego (przewodu PE) Pomiar obwodu ochronnego dotyczy elektronarzędzi I klasy ochronności. Należy

dokonać sprawdzenia zabezpieczenia przewodu ochronnego zasilającego przed wyrwaniem z

badanego narzędzia. Przewód ochronny powinien posiadać odpowiedni zapas, a mianowicie

powinien być na tyle dłuższy od przewodów roboczych, aby w przypadku wyrwania

przewodu najpierw nastąpiło rozłączenie przewodów roboczych.

Pomiar rezystancji przewodu ochronnego należy wykonać pomiędzy stykiem

ochronnym wtyczki a obudową elektronarzędzia. Pomiar ten można wykonywać metodą

techniczną lub odpowiednim przyrządem pomiarowym przy następujących założeniach:

• napięcie pomiarowe nie przekracza 12 V,

• prąd wynosi 1.5 prądu znamionowego, lecz nie jest mniejszy niż 25 A.

Wynik pomiaru można uznać jako pozytywny, jeżeli rezystancja przewodu

ochronnego nie przekracza 0,1 Ω. W przeciwnym wypadku należy wymienić przewód

zasilający na nowy o większym przekroju.

Ze względu na skuteczność działania ochrony przeciwporażeniowej przewody

ochronne powinny mieć odpowiednią wytrzymałość mechaniczną. Najmniejsze wymiary

poprzeczne przewodów ochronnych dopuszczalne w obwodach instalacji elektrycznych

podano w tabeli 3.

Tabela 3. Minimalne przekroje przewodów ochronnych Przekrój przewodów

fazowych S mm

Minimalny przekrój

przewodu ochronnego

S<16 s

16<S<35 16

S>35 0,5 S

Wartości podane w tabeli obowiązują dla przewodów ochronnych wykonanych z

takiego samego materiału jak przewody fazowe. Dodatkowo przekrój każdego przewodu

ochronnego nie będącego częścią wspólnego układu przewodów nie powinien być mniejszy

niż:

• 2,5 mm w przypadku ochrony przewodu przed uszkodzeniami mechanicznymi,

• 4 mm w przypadku braku ochrony przed mechanicznymi uszkodzeniami.

6. Ocena wyników badań

W przypadku badań okresowych, po wykonaniu wszystkich wyżej opisanych

czynności, należy sporządzić odpowiedni protokół.

Elektronarzędzie można dopuścić do eksploatacji, jeżeli wszystkie wykonane próby i badania

dadzą wyniki pozytywne. W przeciwnym razie, elektronarzędzie należy oddać do serwisu w

celu naprawy. Po wykonaniu naprawy, należy przeprowadzić pomiary, sporządzając

odpowiedni protokół lub wydać zaświadczenie o wykonaniu wszystkich niezbędnych badań.

Za sprawność i bezpieczeństwo użytkowania narzędzi o napędzie elektrycznym

odpowiadają ich właściciele (zarówno indywidualni, jak i właściciele zakładów pracy).

Dlatego też w zakładowych instrukcjach eksploatacji powinny być ustalone terminy i zakres

wykonywania badań i pomiarów użytkowanych w zakładzie narzędzi.